автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование управляемых эластичных пневмокамер для автоматизации технологических операций

На правах рукописи

Расходчиков Александр Павлович

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМЫХ ЭЛАСТИЧНЫХ ПНЕВМОКАМЕР ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление

технологическими процессами и производствами (- промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2003

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете

Научный руководитель -Научный консультант -Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор,

чл.-корр. РАН Бабушкин Марк Николаевич

Ведущая организация -

кандидат технических наук, доцент Барабанов Геннадий Павлович

доктор технических наук, профессор Чаплыгин Эдуард Иванович кандидат технических наук, доцент Ярмак Владимир Алексеевич

ФГУП ПО "Баррикады" (г. Волгоград)

Защита состоится " 1$ " 2003 г. в /¿> часов на

заседании диссертационного совета К 212.028.02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВолгГТУ.

Автореферат разослан ММЯЬЯ**- 2003

г.

Учёный секретарь диссертационного

совета, кандидат технических наук, доцент Быков Ю. М.

Т&зя -з-

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Повышение производительности и экономичности технологических процессов при их автоматизации во многом определяется эффективностью средств автоматизации.

Пневматические устройства и системы управления являются одним из наиболее эффективных средств автоматизации производственных процессов в машино- и приборостроении. Их преимущества особенно сильно проявляются при автоматизации таких наиболее массовых операций, как зажим и фиксация деталей, транспортирование, сборка, контроль линейных размеров и других параметров. При этом производительность труда на этих операциях возрастает в 1,5...4 раза.

Широкому внедрению пневматических устройств и систем управления в различных отраслях промышленности способствуют их положительные качества: относительная простота конструкции и эксплуатационного обслуживания, низкая стоимость и быстрая окупаемость затрат, высокая надежность работы, пожаро- и взрывобезопасность, легкость получения и передачи энергоносителя (сжатого воздуха), а также ряд других качеств. При этом свойственное пневматическим устройствам сравнительно невысокое быстродействие обычно не является ограничением в их применении, так как во многих случаях технологические операции, для автоматизации которых они применяются, относятся к числу медленно протекающих.

Анализ имеющейся научно-технической и патентной литературы показал, что развитие современной теории и практики пневматических устройств и систем проходило в трех основных направлениях, связанных с созданием

пневмоприводов (исследования Герц Е. В., Крейнина Г. В., Погорелова В. И.); элементов и систем пневмоавтоматики (исследования Берендс Т. К., Градецкого В. Г., Дмитриева В. Н., Ефремовой Т. К., Залманзона Л. А., Лебедева И. В., Тагаевской А. А., Трескунова С. Л., Чаплыгина Э. И.), контрольно-измерительной техники (исследования Балакшина О. Б., Березовца Г. Т., Высоцкого А. В., Залманзона Л. А., Куратцева Л. Е., Рабиновича А. Н., Цидулко В. Ф., Курочкина А. П., Цырульникова И. М.). Причем эти направления развития пневматических устройств и систем остаются перспективными и востребованными промышленностью.

Однако, дальнейшее расширение области применения пневматических устройств, например, для автоматизации различных технологических операций с тонкостенными и хрупкими изделиями (корпусами ^лек^^^^^Мах конденсаторов, стеклянными и пластмассовыми расс£иВ9Ш)ЯЯКА осветительных

С. Петербург,, »

09 мо5»*Г-пК

приборов, тонкостенными гильзами, стеклянными колбами и т. п.) требует дополнительных разработок и исследований, которые позволят создать методики по выбору параметров и рекомендации по проектированию соответствующих средств автоматизации. В связи с этим в работе исследуются управляемые эластичные пневмокамеры (УЭПК), т. е. пневматические устройства в виде емкостей, выполненных из эластомеров, форма, объем, линейные размеры, внутреннее и контактное давление которых могут целенаправленно изменяться посредством заполнения сжатым воздухом в соответствии с заданной целью функционирования и определенным алгоритмом управления. Исследование УЭПК с целью определения их свойств, характеристик в статических и динамических режимах, а также создания на их основе эффективных средств автоматизации является важной и актуальной научно-технической проблемой. Актуальность работы подтверждена ее выполнением в рамках госбюджетной НИР № 35-53/302-99 "Исследование процессов автоматического контроля и управления сложных нелинейных систем".

Перспективным направлением в решении этой проблемы является разработка обобщенной модели управляемых пневмокамер, ее исследование и создание на этой основе методики проектирования УЗПК и типовых схем автоматизации технологических операций с тонкостенными и хрупкими изделиями.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Создание эффективных средств автоматизации для захватных, зажимных, контрольно-сортировочных, сборочных операций с тонкостенными и хрупкими изделиями на основе исследования математических и физических моделей УЭПК, а также разработка рекомендаций по выбору параметров и проектированию УЭПК.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

- разработка математической модели осесимметричной УЭПК с учетом особенностей процесса деформирования, что необходимо для исследования нагрузочных характеристик УЭПК, процессов захвата, удержания и центрирования деталей;

- теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния осе-симметричных УЭПК посредством численной реализации их модели на ЭВМ;

- разработка метода оценки временных характеристик УЭПК-приводов объемной формы, что необходимо для определения быстродействия устройств, выполненных на их основе;

-5- разработка экспериментальных установок для исследования статических и динамических характеристик УЭПК;

- разработка и экспериментальное исследование системы управления набором УЭПК, циклически заполняемых и опорожняемых по заданному алгоритму управления;

- разработка методики по выбору материала и расчету рабочих параметров цилиндрических УЭПК для проектирования средств автоматизации на их основе;

- разработка алгоритма выбора параметров осесимметричных УЭПК дЛя автоматизированного проектирования захватных и закрепляющих устройств;

- разработка типовых конструкций на основе УЭПК для автоматизации технологических операций с тонкостенными и хрупкими изделиями.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования проведены на основе численного моделирования, методов вычислительной математики, теории упругих пластин и оболочек, законов газовой динамики. В экспериментальных исследованиях использовались методы статистической обработки результатов измерений и метод подобия. Численное моделирование производилось с использованием пакета МаЛСАБ 2000, а статистическая обработка — с использованием пакета ЗТА'ПБ'ПСА 6.0.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

- предложена математическая модель осесимметричной УЭПК, которая позволила установить вид и особенности нагрузочных характеристик,

максимальную деформацию материала, распределение контактного давления при взаимодействии УЭПК с деталью;

- предложен метод оценки временных характеристик УЭПК объемной формы, на основе которого получено соотношение для оценки быстродействия устройств и средств автоматизации с УЭПК;

- обоснованы пути повышения точности центрирования деталей при использовании устройств на основе УЭПК за счет варьирования рабочих параметров и выбора материала УЭПК;

- предложены экспериментальные установки и физические модели, позволившие исследовать нагрузочные, временные и механические характеристики УЭПК, а также особенности функционирования набора УЭПК, обеспечивающего сложное пространственное перемещение детали.

-6-

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ:

- разработана методика выбора материала и расчета рабочих параметров средств автоматизации на основе УЭПК;

- разработаны алгоритм и прикладная программа для автоматизированного проектирования захватных и закрепляющих устройств на основе УЭПК;

- предложен алгоритм циклового управления, позволяющий устройствам и средствам автоматизации, содержащим набор УЭПК, выполнять сложное перемещение детали по заданной траектории;

- разработаны типовые устройства на основе УЭПК для автоматизации захватных, зажимных, контрольно-сортировочных и сборочных операций с тонкостенными и хрупкими изделиями; конструкции ряда устройств защищены патентом РФ № 2141396 и положительным решением на выдачу патента по заявке № 2002119087/02.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

- математическая модель осесимметричной УЭПК и результаты ее теоретического исследования;

- метод оценки временных характеристик УЭПК объемной формы, позволяющий определять быстродействие устройств на их основе;

- результаты экспериментального исследования системы циклового управления работой набора УЭПК, обеспечивающей эффективное функционирование устройств на их основе;

- методика выбора материала и расчета рабочих параметров цилиндрической УЭПК для проектирования средств автоматизации на их основе;

- алгоритм выбора параметров осесимметричных УЭПК для автоматизированного проектирования захватных и закрепляющих устройств;

- типовые конструкции на основе УЭПК для автоматизации технологических операций с тонкостенными и хрупкими изделиями.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях молодых ученых Волгоградской области (Волгоград, 1998 - 2001 гг.), на Всероссийской конференции с международным участием "Прогрессивные техпроцессы в машиностроении" (Тольятти, 2002 г.), на международной конференции "Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства" (Волгоград, 2003 г.), на отчетных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградского государственного технического университета в 2000 - 2003 гг.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе один патент на изобретение и одно положительное решение на выдачу патента.

ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, иллюстрируется 60 рисунками, одной таблицей и состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы из 101 наименования и приложения на 12 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи диссертации, кратко изложено ее содержание.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ дано определение управляемой эластичной пнев-мокамеры (УЭПК), приводятся обзоры известных конструкций захватных, закрепляющих устройств, а также приводов на основе УЭПК, показана перспективность применения УЭПК для автоматизации технологических операций с тонкостенными и хрупкими деталями. Проведен сравнительный анализ конструкций захватных устройств промышленных роботов (ПР), который позволил сделать вывод, что наиболее эффективными и перспективными среди них являются устройства с осесимметричными УЭПК. Такая форма УЭПК позволяет дополнительно центрировать детали по осе-симметричным поверхностям захвата. На основе обзора научно-технической и патентной литературы предложена классификация захватных устройств на основе УЭПК и общая классификация устройств автоматизации по конструктивным признакам входящих в них УЭПК.

На основе вышеизложенного сформулированы цель и задачи теоретического и экспериментального исследования.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ рассматриваются вопросы, связанные с теоретическим исследованием статических и динамических характеристик УЭПК, необходимых при проектировании средств автоматизации на их основе.

Для исследования напряженно-деформированного состояния УЭПК при ее использовании в различных устройствах разработана математическая модель осесимметричной УЭПК, которая базируется на дифференциальных уравнениях (1) нелинейной теории оболочек, дополненных уравнениями упругости (2) материала:

(I V . соБб.. яш© F(.^) ( . - 10, _ч Л оу г г 2% \ И )

~ F(í ) = 2тс-р-г/ств-ц—.(г-Д}Я(г-.Я)1,

¿я V А ^

—(М,г) =а3 созб-^тб-зтО- )+ЛГг-зт0+а2 ,

г 2я

¿Ъ собЭ , „

—=~а4---¿;+соз0-соз0 +а5

<к г

СОБ^0

•Ыг+аъ-

втб соБв ^(д)

2к

¿С, . . . Бте , втО-совО __ вт2© ^(л)

—— =31п6—эшО -а4------Мг+а5----—,

<1г г г 2л

«Ь

¿8"

-а4 -(втО-Бт©- )+а6 ---М^г;

г

К, •К3_1

\ Г +В

>2 ,2__

Ч 'Л3- ; ту

Л/ У

/=1,2,

(2)

///¡^Ч'///,

где г - радиус окружности, образуемой срединной поверхностью УЭПК в поперечном (нормальном к оси симметрии) сечении, ¡; - радиальное перемещение точки УЭПК, £ - осевое перемещение

точки, 6~, 0 - углы между нормалями УЭПК и осью симметрии, соответственно, для исходной и деформированной конфигураций УЭПК, Е^я) -суммарная осевая нагрузка, N - нормальная к оси симметрии сила, Мх - интенсивность изгибающего момента в окружном сечении, р — внутреннее пневматическое давление, ц - коэффициент трения покоя, И - толщина УЭПК, Н{) - ступенчатая функция Хэвисайда, Я=Ю/2 (рис. I), ст,, а2 - нормальные напряжения в продольном и поперечном

сечениях УЭПК, Х2 - степени удлинения УЭПК в направлениях ст, и <т2, А и В - коэффициенты, характеризующие упругие свойства УЭПК, а - массив параметров, полученных из уравнений упругости (2). Область допустимых деформаций, описываемых уравнениями (2), составляет X., <1,8, Л-2 <1,8.

За счет использования в модели дельта-метода (метода последовательных нагружений) в работе рассчитаны большие упругие деформации

77777777777777777,

Рис. 1. Удержание изделия

г

УЭПК при прогибах, составляющих десятки толщин И. При этом исследованы процессы деформирования цилиндрической и торовой УЭПК при захвате и подъеме в вертикальном положении изделия с диаметрами поверхностей захвата £>=20... 25 мм (рис. 1). Полученные при этом профили срединной поверхности цилиндрической УЭПК на различных шагах дельта-метода при нагружении ее пневматическим давлением р для О=25 мм изображены на рисунке 2,а. Сплошной линией наибольшей толщины выделен конечный профиль УЭПК на этапе захвата, а пунктиром - начальный.

а - изменение профиля срединной поверхности; б - эпюра контактного давления

На рисунке 2,6 представлена эпюра контактного давления рк УЭПК по поверхности захвата изделия на конечном шаге нагружения УЭПК давлением р. Удержание изделия моделируется в предположении, что трение между поверхностью УЭПК и стенками изделия охватывает всю контактную зону. В этом случае исследуется максимальная грузоподъемность Стах захватного устройства. На рисунке 3,а изображены профили цилиндрической УЭПК на разных шагах дельта-метода при ее нагружении весом изделия (7=С?тах с учетом коэффициента трения покоя между УЭПК и стенками изделия ц=0,5. Сплошной линией наибольшей толщины выделен конечный профиль УЭПК на этапе подъема, а пунктиром — начальный. На рисунке 3,6 показана эпюра контактного давления рк на конечном шаге нагружения УЭПК весом изделия.

а - изменение профиля срединной поверхности; 6 - эгаора контактного давления

Представленная модель включает набор функций, необходимых и достаточных для полного описания напряженно-деформированного состояния

осесимметричной УЭПК. Модель позволяет получать информацию об усилиях, моментах, степенях удлинения срединной поверхности УЭПК, а также выявлять условия образования складок в материале УЭПК.

Исследован график нагрузочной характеристики Стах =/(р) осесиммет-ричной УЭПК. Получено уравнение, раскрывающее связь формы графика нагрузочной характеристики со скоростью изменения площади контактной поверхности, на основании которого показано, что типовые нагрузочные характеристики осесимметричных УЭПК имеют вогнутую форму.

Исследован процесс центрирования деталей УЭПК с осесимметричными срединными поверхностями. При этом были рассмотрены УЭПК переменной толщины, изменяющейся в поперечном сечении в соответствии с функцией, характерной для гладких резиновых трубок:

а)=Ао - АА • соз(а),

где ко - средняя толщина УЭПК, ДА - максимальное отклонение толщины И от среднего значения Ио, а- угловая координата цилиндрической системы координат, в которой ось линейной координаты х совмещена с осями симметрии УЭПК и детали. Для частей, образованных разбиением единой УЭПК пере- 4

менной толщины плоскостью а=л/2, получено неравенство

^к1/ф>^к2/ф, ^2*0, (3)

где и РК2 ~ силы, действующие на стенки детали со стороны частей УЭПК, определенных, соответственно, на интервалах -п/2<а<п/2 и 7г/2<а<Зтг/2. Из соотношения (3) следует, что разность сил, действующих на деталь со стороны указанных частей УЭПК, с повышением давления р также увеличивается. Таким образом показано, что наиболее эффективным способом повышения точности центрирования является изготовление УЭПК с минимальной разнотолщинностью и разбросом ее механических свойств в ^ поперечном направлении при стабилизированном давлении питания р^-р-

Разработан метод, позволяющий на этапе проектирования устройств или узлов приводов перемещения предварительно оценивать временные характери- $

стики входящих в них УЭПК-приводов, которые в общем случае имеют объемную неосесимметричную форму. Оценка времени заполнения т3 УЭПК-привода без ее контакта с поверхностью перемещаемой детали основана на исследовании ее аналога с плоской формой срединной поверхности, имеющего размеры развертки и материал проектируемой УЭПК-привода. Показано, что

заполнение УЭПК-привода при прочих равных условиях происходит быстрее заполнения УЭПК-аналога для любого уровня давления, установленного в качестве критерия заполнения пневмокамеры:

т3<т;, (4)

где т'3 - время заполнения УЭПК-аналога при ее бесконтактном расширении. При оценке быстродействия разрабатываемых устройств или узлов приводов отношение т'3/т3 интерпретируется как некоторая величина запаса по времени. Плоская прямоугольная форма УЭПК-аналога позволяет создавать конструктивно простые и надежные стенды для их экспериментального исследования.

На основе неравенства (4) получено соотношение для оценки быстродействия набора УЭПК при их цикловом переключении:

/то >*:■/?•( т;+т„тах), (5)

где iTO - время, за которое происходит выполнение технологической операции, к - максимальное количество рабочих циклов устройства, необходимых для выполнения операции, п - количество УЭПК-приводов, последовательно осуществляющих перемещение детали, тп тах - время, в течение которого деталь перемещается из своего начального положения в конечное за счет силового воздействия FKn]in со стороны УЭПК-привода (рис. 4). При этом значение FK min рассчитывается для максимально возможного зазора между УЭПК-приводом и поверхностью перемещаемой детали; расчет FKmiп ведется для основного напряженно-деформированного состояния УЭПК-привода (на основе разработанной математической модели

осесимметричной УЭПК при г->°о) с после- Рис. 4. Схема устройства с цикловым

, , переключением УЭПК-приводов

дующим учетом краевых эффектов.

Для расчетной схемы устройства с цикловым переключением УЭПК-приводов (рис. 4) получена зависимость, определяющая время тп тах поворота детали из одного крайнего положения в другое на угол 2<ртах при FKmin = const:

где /д - момент инерции детали относительно центра О качательных движений, /п - плечо силы т!п.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ приведены результаты экспериментального исследования УЭПК и рабочих параметров устройств на основе УЭПК.

Разработаны две установки для исследования механических характеристик УЭПК. На первой установке проведено испытание плоских эластомерных образцов на двухосное растяжение. Образцы были изготовлены из материала УЭПК (эластомера - резины на основе бутилкаучука). В результате испытания определены коэффициенты уравнения (2), характеризующие упругие свойства исследуемых УЭПК. Посредством второй установки получены усредненные значения коэффициентов трения покоя (I образца по поверхностям деталей, используемых для определения экспериментальных нагрузочных характеристик.

Исследована физическая модель захватного устройства с цилиндрической УЭПК. При этом для деталей с диаметрами £>=20 мм, 1)=22 мм и Б-25 мм (рис. 1) были получены экспериментальные нагрузочные характеристики С?тах = /(р), определяющие зависимость максимальной грузоподъемности Стах

от пневматического давления р, действующего внутри УЭПК. Одна из экспериментальных нагрузочных характеристик для детали с внутренним диаметром £)=22 мм показана на рисунке 5 в виде пунктирной линии. Установлено, что экспериментальные значения (квадраты на рис. 5) наилучшим образом аппроксимируются экспоненциальной кривой. Для сравнения в этих же координатах через расчетные значения (кружки на рис. 5) была проведена соответствующая теоретическая нагрузочная о„„ характеристика (сплошная линия на рис. 5), при этом расчетные значения определялись на основе разработанной математической модели осе-симметричной УЭПК с использованием экспериментально определенных механических характеристик УЭПК.

Для оценки качества разработанной математической модели (1), (2) для наборов соответствующих расчетных и экспериментальных значений были определены коэффициенты детерминации с;2. При этом было показано, что

14,4 18,8 23,2 27,6

Рис. 5. Нагрузочная характеристика: а - экспериментальная; 6 - теоретическая

численная модель адекватна экспериментальным данным, так как все коэффициенты детерминации удовлетворяли неравенству д2 >0,96.

Разработана экспериментальная установка для исследования сопряжения деталей (рис. 6), а также определен алгоритм ее функционирования (графики давлений р0 -р2 на рис. 7). Устройство с помощью закрепленных на нем зажимной осесимметричной УЭПК 1 и трех УЭПК-приводов 2 формирует "плавающие" перемещения подвижной детали 3 по замкнутой циклической траектории, необходимой для осуществления сопряжения цилиндрических деталей 3 и 4. При этом зажимная УЭПК 1 за счет уменьшения давления р0

Рг<у ЧР"

Ан = 0 .3 мм ; А, = 0. .3 мм

Рис. 6. Экспериментальная установка для исследования сопряжения деталей

Рис. 7. Временная диаграмма пневматических давлений:

ргМ, Рг~/(1), Р)=М - в УЭПК-приводах; ро=/(1) - а зажимной УЭПК

постепенно уменьшает трение своей поверхности о стенки подвижной сопрягаемой детали 3, что позволяет последней перемещаться сверху вниз, осуществляя при этом поисковое движение. Экспериментальными исследованиями подтверждена работоспособность устройства для сопряжения деталей. Используя предположение о пуассоновском законе распределения отказов при сопряжении, с надежностью 99% было установлено, что в среднем частота отказов при сопряжении будет не выше 0,0089. Это позволяет рекомендовать опытные образцы устройства для проведения дальнейших испытаний с целью создания на их основе средств автоматизации, осуществляющих гарантированное сопряжение деталей.

На экспериментальной установке (рис. 6) были определены следующие условия сопряжения деталей типа "вал - втулка".

1. Должно соблюдаться ограничение по несоосности Ан, определяемой как расстояние между осью неподвижной детали 4 и осью цилиндра, описанного вокруг рабочей части устройства, вводимой в подвижную сопрягаемую деталь 3 в случае, когда ось указанного цилиндра совпадает с осью зажимной УЭПК 1:

Дн<-

*оп

2

где ¿оп - диаметр цилиндра, описанного вокруг рабочей части устройства при отсутствии давлений р0-р3 .

2. Максимальное количество рабочих циклов устройства к=А;

3. Уровень давления в УЭПК-приводах 2 должен быть таким, чтобы обеспечивалось положение подвижной детали 3, характеризующееся углом наклона

Фтах~5 • При этом отсутствие детали 3 в случае нештатных ситуаций не должно приводить к появлению остаточных деформаций материала УЭПК-приводов.

4. Перемещение подвижной детали 3 должно быть плавным.

Разработана экспериментальная установка для определения временных характеристик УЭПК (рис. 8). При запуске таймера тумблером SAI происходит срабатывание электроклапана распределительно-регулирующго блока и заполнение УЭПК-привода или УЭПК-аналога. С датчика давления МРХ 2050DP (Motorola) следящий электрический сигнал поступает в блок нормализации, настроенный на требуемый уровень напряжения, соответствующий уровню давления p¡. При достижении пневматическим давлением уровня p¡ происходит блокирование таймера и отображение на его индикаторе числа, характеризующего время заполнения УЭПК. На экспериментальной установке

Рис. 8. Схема экспериментальной установки для определения временных характеристик УЭПК

были получены значения {?,, р,}, необходимые для построения экспериментальных графиков переходных процессов р=/(/)> протекающих в одной из УЭПК-приводов устройства для сопряжения деталей и в УЭГЖ-аналоге, при этом использовались следующие значения давления питания: рп[ - 20 кПа, рп1=25 кПа и рп3=ЗОкПа. Значения абсцисс точек пересечений графиков р=/(?) с линиями р=0,9-р„ при этом составили: тз1=0,086с, т'3, = 0,111с; тз2=0Д19с, Тз2=0,158с; тз3 =0,131 с, тз3 =0,184с. Таким образом, экспериментально подтверждено соотношение (4).

Оценено быстродействие устройства для сопряжения деталей в рабочем режиме в соответствии с неравенством (5) при к=4 для установленных настроек распределительно-регулирующего блока (рис. 8). Деталь 3 (рис. 6) при сопряжении совершает движения, близкие к качательным (рис. 4). Центром ее качательного движения является зажимная осесимметричная УЭПК 1 (рис. 6), которая при сопряжении выполняет роль подвижного шарнира. Из-за малого сопротивления, оказываемого зажимной УЭПК 1 качательному движению детали 3 в момент ее отпускания, внешними силами и моментами, препятствующими перемещению цилиндрической детали 3, пренебрегаем. В связи с этим для конструктивной схемы устройства (рис. 6) при определении тпшах использовалась формула (6), полученная для расчетной схемы на рис. 4,

причем значения для значений давления питания рп], рп2 и рп3 составили, соответственно, ^т!п1 =0,13 Н, ^кт!п2 =0,71 Н и ^т|„3=1,59 Н. С учетом величин /п =41 мм, фтах =4,3° были определены следующие значения ^птах• ^птах1 =0,042 с, тптах2 =0,018с и тптах3 =0,012 с. В соответствии с неравенством (5) продолжительность операции сопряжения деталей с помощью устройства с тремя УЭПК-приводами (и=3, рис. 6) для уровней давления питания рп] =20 кПа, рп2 =25 кПа и рп3 =30 кПа оценена, соответственно, неравенствами /то1<1,84с, /то2<2,11 с, Гто3<2,35с. При настройке устройств с набором УЭПК полученные значения позволяют выявлять резервы для увеличения быстродействия устройства за счет более рационального выбора значений времени заполнения и (или) опорожнения УЭПК-приводов.

ЧЕТВЁРТАЯ ГЛАВА посвящена практической реализации результатов исследования.

Разработаны очувствленные захватные устройства оригинальной конструкции, позволяющие осуществлять размерный контроль и сортировку деталей типа сопел, жиклеров, насадков в зависимости от площади проходного сечения расположенного в их торце или боковой стенке калиброванного отверстия. Измерение площади проходного сечения происходит при захвате детали за счет образования герметичной измерительной полости пневматической измерительной системы "сопло - сопло". Первый вариант конструкции выполнен на основе цилиндрической УЭПК, а второй - на основе набора торовых УЭПК, что повышает надежность работы захватного устройства.

Разработана оригинальная конструкция устройства для сопряжения деталей типа "вал - втулка", содержащая набор продольных УЭПК, расположенных по периметру наружной боковой поверхности корпуса. Подвижная деталь осуществляет поисковое движение в плоскости, перпендикулярной оси неподвижной сопрягаемой детали, причем устройство снабжено индуктивным и пневматическим датчиками положения, позволяющими контролировать процесс введения одной детали в другую.

Предложены общие рекомендации по выбору формы и материала УЭПК.

Разработана методика выбора и расчета рабочих параметров цилиндрических УЭПК захватных и закрепляющих устройств при малых величинах радиальных зазоров между УЭПК и стенками детали.

Приведен алгоритм автоматизированного выбора параметров осесиммет-ричных УЭПК. Алгоритм позволяет, варьируя лишь одним параметром (толщиной, длиной УЭПК, рабочим давлением и т. д.), при заданных (извест-

ных) значениях прочих параметров найти интервал значений искомого параметра, в котором будет обеспечиваться надежное функционирование захватного устройства с УЭПК.

Разработана прикладная программа для автоматизированного проектирования устройств с УЭПК.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что создание средств автоматизации на основе УЭПК является одним из важных направлений в решении проблемы автоматизации технологических операций с тонкостенными и хрупкими изделиями. Эффективность использования таких устройств обеспечивается простотой, надежностью и экономичностью их конструкций, а также единым для конструкций и системы управления энергоносителем.

2. Предложена математическая модель осесимметричной УЭПК, которая позволила определить распределение контактного давления при захвате и закреплении детали, максимальную деформацию материала при работе УЭПК, выявить условия образования складок и их устранения, рассчитать нагрузочные характеристики УЭПК. На основе результатов теоретических исследований математической модели установлен вид и особенности нагрузочных характеристик УЭПК осесимметричной формы.

3. Показано, что наиболее эффективным путем повышения точности центрирования закрепленных посредством УЭПК деталей является изготовление УЭПК из эластомеров с минимальной разнотолщинностью и разбросом их механических свойств в поперечном сечении при одновременной стабилизации давления питания.

4. Предложен метод оценки временных характеристик УЭПК объемной формы. На основании этого метода получено соотношение, позволяющее оценить время заполнения сжатым воздухом рабочей УЭПК объемной формы из испытания ее УЭПК-аналога, при этом установлено, что УЭПК-аналог должна иметь размеры развертки рабочей УЭПК объемной формы. На основе этого метода также получено соотношение для оценки быстродействия устройств с набором УЭПК.

5. Теоретическое исследование нагрузочных характеристик показало их адекватность экспериментальным данным, что позволило определить зависимости для выбора рабочих параметров УЭПК.

6. Экспериментальное исследование системы управления набором УЭПК, циклически заполняемых и опорожняемых по заданному алгоритму управле-

ния, позволило определить пути повышения эффективности работы средств автоматизации на их основе.

7. Экспериментальное исследование рабочих параметров устройства на основе УЭПК для автоматического сопряжения деталей типа "вал - втулка" подтвердило возможность создания эффективных сборочных устройств при диаметре деталей до 25 мм, давлении питания рп до 35 кПа, начальной несоосности Дн до 3 мм и угле наклона подвижной детали ср до 5°.

8. Предложена методика выбора материала и расчета рабочих параметров осесимметричных УЭПК для проектирования захватных и закрепляющих устройств на их основе.

9. Предложены алгоритм и прикладная программа для автоматизированного проектирования захватных и закрепляющих устройств на основе УЭПК.

10. Разработаны типовые схемы с УЭПК для автоматизации захватных, зажимных, контрольно-сортировочных и сборочных операций с тонкостенными и хрупкими изделиями. Конструкции захватных и контрольно-сортировочных устройств защищены патентом РФ № 2141396, а конструкция устройства для сопряжения деталей - положительным решением на выдачу патента по заявке №2002119087/02.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Исследование эластичных фиксирующих элементов для захватных устройств // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. - Волгоград, 1999. - С. 28-33. __________•

2. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Опыт создания автоматических захватов с эластичным фиксирующим элементом II Прогрессивные технологии и средства автоматизации в промышленности: материалы межрегиональой научно-технической конференции / ВолгГТУ. - Волгоград, 1999. - С. 16-17.

3. Расходчиков А. П. Разработка захватов с эластичными фиксирующими элементами для промышленных роботов // IV Межвузовская конференция студентов и молодых ученых Волгограда и Волгоградской области: Тезисы докладов / ВолгГТУ. - Волгоград, 1999. - С. 68-69.

4. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. К вопросу о разработке захватных устройств с эластичными фиксирующими элементами // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Мехвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2000. - С. 39^44.

5. Расходчиков А. П. Исследование и разработка захватных и зажимных устройств с нежесткими фиксирующими элементами // V Региональная

конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тезисы докладов / ВолгГТУ. - Волгоград, 2000. - С. 89-90.

6. Расходчиков А. П. Разработка и исследование захватных устройств с эластичным фиксирующим элементом // Тезисы докладов юбилейного смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов и молодых ученых Волгоградского государственного технического университета / ВолгГТУ. - Волгоград, 2000. - С. 22-23.

7. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Разработка модели и алгоритма выбора параметров устройств с эластичными фиксирующими элементами // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2001. - С. 85-92.

8. Расходчиков А. П. Исследование и разработка автоматического сборочного устройства с управляемыми эластичными пневмокамерами // VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тезисы докладов / ВолгГТУ. - Волгоград, 2001. - С. 58-59.

9. Бабушкин М. Н., Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. К вопросу о применении управляемых эластичных пневмокамер для автоматизации технологических операций // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2002. - С. 3-7.

10. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Автоматизация контрольно-сборочных операций на основе управляемых пневмокамер // Прогрессивные техпроцессы в машиностроении. Труды Всероссийской конференции с международным участием. - Тольятти: ТГУ, 2002. - С. 246-248.

11. Бабушкин М. Н., Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Разработка метода экспериментального определения быстродействия устройств с управляемыми эластичными пневмокамерами // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2003. - С. 3-7.

12. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Создание многофункциональных технологических захватных устройств на основе управляемых пневмокамер // Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства. Материалы международной конференции. Часть I. - Волгоград: ВолгГТУ, 2003. - С. 200-203.

13. Пат. РФ № 2141396. Захват промышленного робота / Г. П. Барабанов, А. П. Расходчиков // Бюллетень изобретений. - 1999. - № 32.

14. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Захват промышленного робота. Положительное решение на выдачу патента по заявке № 2002119087/02 от 15.07.2002.

оз -Д

»1645 1

! I

I

Расходчиков Александр Павлович .

Заказ №679 ■ Подписано в печать Ю. 11. 2003 г. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1 Тираж 100 экз. Печать офсетная.

Типография "Политехник" Волгоградского государственного технического университета.

400131, Волгоград, ул. Советская, 35.

Введение.

Глава 1 Состояние проблемы и постановка задачи исследования.

1.1 Проблемы и особенности создания средств автоматизации на основе УЭПК.

1.2 Обзор, анализ и классификация захватных устройств с УЭПК.

1.2.1 Обзор и анализ захватных устройств на основе УЭПК.

1.2.2 Классификация захватных устройств на основе УЭПК.

1.3 Обзор, анализ и классификация средств автоматизации на основе УЭПК.

1.3.1 Обзор и анализ закрепляющих и приводных устройств.

1.3.2 Классификация средств автоматизации на основе УЭПК.

1.4 Выводы по главе 1.

Цели и задачи исследования.

Глава 2 Теоретическое исследование основных параметров УЭПК.

2.1 Исследование математической модели осесимметричной УЭПК.

2.1.1 Выбор математических методов численных расчетов.

2.1.2 Разработка модели процесса деформирования осесимметричных УЭПК.

2.1.3 . Исследование процессов захвата и удерживания изделий осесимметричными УЭПК.

2.2 Исследование нагрузочных характеристик осесимметричных УЭПК.:.

2.3 Исследование процесса центрирования деталей посредством УЭПК.

2.4 Исследование возможности оценки динамических свойств УЭПК-привода по УЭПК-аналогу.

2.5 Теоретическая оценка быстродействия набора УЭПК при цикловом переключении.

2.6 Выводы по главе 2.

Глава 3 Экспериментальное исследование основных параметров УЭПК и устройств на их основе.

3.1 Исследование статических характеристик УЭПК.

3.1.1 Описание экспериментальных установок.

3.1.2 Методика исследования статических характеристик УЭПК.

3.2 Исследование физической модели устройства с осесимметричной УЭПК.

3.2.1 Описание экспериментальной модели захватного устройства с УЭПК.

3.2.2 Исследование нагрузочных характеристик захватного устройства с УЭПК.

3.3 Исследование устройства для сопряжения деталей.

3.3.1 Исследование процесса сопряжения деталей посредством УЭПК.

3.3.1.1 Описание экспериментальной установки для сопряжения деталей посредством УЭПК.

3.3.1.2 Разработка алгоритма функционирования устройства на основе УЭПК для сопряжения деталей.

3.3.1.3 Исследование условий сопряжения деталей посредством УЭПК.

3.3.2 Исследование динамических характеристик УЭПК.

3.3.2.1 Описание экспериментальной установки для определения временных характеристик УЭПК.

3.3.2.2 Экспериментальное исследование временных характеристик УЭПК.

3.4 Выводы по главе 3.

Глава 4 Практическая реализация результатов исследования.

4.1 Разработка захватных устройств на основе УЭПК для контроля и сортировки деталей.

4.1.1 Очувствленное захватное устройство с цилиндрической УЭПК.

4.1.2 Очувствленное захватное устройство с УЭПК в виде полых торов.

4.2 Устройство для сопряжения деталей.

4.3 Рекомендации по проектированию и методика выбора параметров УЭПК.

4.3.1 Общие рекомендации по выбору формы, размеров и материала УЭПК.

4.3.2 Методика выбора и расчета рабочих параметров УЭПК.

4.3.3 Алгоритм для автоматизированного выбора параметров УЭПК.

4.3.4 Прикладная программа для автоматизированного проектирования устройств с УЭПК.

Одним из перспективных путей повышения производительности в машино- и приборостроительных отраслях промышленности является автоматизация основных и вспомогательных технологических операций. Решить эту проблему можно за счет исследования, разработки и внедрения новых более эффективных средств автоматизации. Важным составляющим компонентом средств автоматизации являются приводные и фиксирующие устройства, в большинстве случаев выполненные на основе пневмоприводов и элементов пневмоавтоматики [39, 40]. Из-за большого количества различных технологических процессов, подлежащих автоматизации, и широкой номенклатуры изготавливаемых изделий требования, предъявляемые к создаваемым средствам автоматизации, также разнообразны и часто противоречивы. Эти требования определяются не только уровнем производительности, габаритами, экономичностью, но и специфическими конструктивными особенностями обрабатываемых деталей. Например, ряд тонкостенных деталей, а также изделий из хрупких материалов требуют при выполнении технологических операций надежной фиксации, но при этом не допускают какой-либо деформации и нарушения качества поверхности, т. е. имеются существенные ограничения по величине прилагаемых к ним зажимных усилий и высокие требования к "качеству" зажима. Кроме того, в этом случае средства автоматизации, как правило, должны быть малогабаритными и конструктивно простыми. Как показал анализ соответствующей научно-технической и патентной литературы, а также проведенные в данной диссертационной работе исследования [4, 5, 7, 9-12], указанные требования к средствам автоматизации наиболее эффективно выполняются при использовании управляемых эластичных пневматических камер (УЭПК). Они при функционировании значительно изменяют свою форму, объем и, в ряде случаев, свои размеры. Управление такими пневмокамерами может обеспечиваться как за счет варьирования скорости нарастания давления рабочей газообразной среды внутри них, так и за счет последовательности их заполнения и опорожнения друг относительно друга (если устройство имеет несколько УЭПК). Под эластичностью пневмокамер понимается их способность значительно изменять первоначальную форму и размеры, а также быстро возвращаться в исходное состояние после прекращения вызывающих эту деформацию факторов (снятия пневматического давления). УЭПК изготавливаются из соответствующих марок резин и каучуков, т. е. эластомерных материалов, которым присуща эластическая деформация. Таким образом, в данной диссертационной работе под УЭПК понимается пневматическое устройство в виде емкости, выполненной из эластомера, форма, объем, линейные размеры, внутреннее и контактное давление которой могут целенаправленно изменяться посредством заполнения сжатым воздухом в соответствии с заданной целью функционирования и определенным алгоритмом управления.

Развитие современной теории и практики пневматических устройств й систем проходило в трех основных направлениях, связанных с созданием пневмоприводов (исследования Герц Е. В., Крейнина Г. В., Погорелова В. И.); элементов и систем пневмоавтоматики (исследования Берендс Т. К., Градецкого В. Г., Дмитриева В. Н., Ефремовой Т. К., Залманзона Л. А., Лебедева И. В., Тагаевской А. А., Трескунова С. П., Чаплыгина Э. И.), контрольно-измерительной техники (исследования Балакшина О. Б., Березовца Г. Т., Высоцкого А. В., Залманзона Л. А., Куратцева Л. Е., Рабиновича А. Н., Цидулко В. Ф., Курочкина А. П., Цырульникова И. М.). Причем эти направления развития пневматических устройств и систем остаются перспективными и востребованными промышленностью.

Однако, дальнейшее расширение области применения пневматических устройств (в том числе УЭПК) требует дополнительных разработок и исследований, которые позволят создать методики по выбору параметров и рекомендации по проектированию соответствующих средств автоматизации.

Использование УЭПК в средствах автоматизации придает им ряд положительных качеств и достоинств: адаптация к форме захватываемой или фиксируемой детали; возможность плавного регулирования усилия захвата и зажима деталей; возможность обеспечения нежесткой, "плавающей" фиксации деталей; герметизация (уплотнение) заданных объемов; конструктивная простота, взаимозаменяемость и экономичность; легкость встраивания в автоматический цикл промышленных роботов и манипуляторов (ПР и ПМ) и другого автоматизированного оборудования. Вследствие этого, УЭПК могут быть важными узлами многих средств автоматизации технологических операций и выполнять функции захватных и закрепляющих устройств, приводов перемещения, виброприводов и т. д.

Однако, необходимо учитывать, что при изготовлении УЭПК только из имеющихся в промышленности эластомеров средства автоматизации на их основе имеют наибольшую перспективу применения в технологических операциях с тонкостенными деталями и изделиями из хрупких материалов. Поэтому данная диссертация посвящена разработке и исследованию УЭПК для автоматизации операций с этими классами деталей.

В научно-технической литературе отсутствуют какие-либо рекомендации по выбору и расчету параметров УЭПК. При этом, как показали проведенные в диссертации исследования, требования к рабочим параметрам УЭПК существенно меняются в зависимости от назначения и типа средства автоматизации, создаваемого на их основе. Так, на этапе проектирования захватных устройств с УЭПК наибольшие трудности возникают при определении усилий зажима и их грузоподъемности из-за больших нормальных прогибов УЭПК. Для решения этой задачи в данной диссертации разработана модель процесса деформирования осесимметричных УЭПК под действием пневматического давления." Численные расчеты с использованием этой модели позволяют определять усилие зажима для захватных и зажимных устройств, а также грузоподъемность захватных устройств ПР.

Удержание объекта - лишь необходимая функция захватного устройства на основе УЭПК. На практике наибольший интерес представляют конструкции захватных устройств, обладающих определенными технологическими возможностями. В связи с этим в данной диссертации разработаны оригинальные конструкции захватных устройств с контрольно-измерительной оснасткой и с возможностью выполнения поискового сопряжения деталей типа "вал - втулка". Это подтверждает перспективность применения УЭПК для автоматизации технологических операций.

Еще одной областью использования УЭПК являются приводы перемещения и виброприводы, использование которых в конструкциях различных устройств обусловлено, прежде всего, их небольшими габаритами, конструктивной простотой и более низкой стоимостью по сравнению с пневмо- и гидроцилиндрами.

При разработке приводов на основе УЭПК возникают трудности с определением их быстродействия. В связи с этим в диссертации предложен метод, позволяющий на основе плоских УЭПК-аналогов оценивать динамические свойства объемных УЭПК. Использование этого метода дает возможность оценивать быстродействие приводных устройств с УЭПК и выбирать соответствующие параметры, обеспечивающие его максимально возможное значение.

Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения.

В первой главе приведен обзор устройств и средств автоматизации, позволяющий оценить возможности и области применения УЭПК. Наиболее востребованными УЭПК оказались при создании захватных, закрепляющих устройств, приводов перемещения и виброприводов. Дана классификация указанных средств автоматизации в зависимости от типа используемых в них УЭПК. Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе приводится разработка математической модели осесимметричных УЭПК. Теоретически исследуются нагрузочные характеристики УЭПК, определяются эпюры распределения контактного давления в зоне контакта УЭПК с поверхностью изделия. Приведены результаты исследования процесса центрирования деталей посредством УЭПК осесимметричной формы, а также динамические характеристики УЭПК. Проведена теоретическая оценка быстродействия устройств с набором УЭПК при их цикловом переключении.

В третьей главе экспериментально исследованы механические упругие и нагрузочные характеристики осесимметричных УЭПК. Представлен алгоритм функционирования устройства для сопряжения на основе УЭПК. Исследованы условия и возможности гарантированного сопряжения деталей типа "вал - втулка". Экспериментально подтверждено соотношение, необходимое для оценки временных характеристик объемных УЭПК-приводов и обеспечения максимального быстродействия устройств на их основе.

В четвертой главе дается описание оригинальных конструкций на основе УЭПК (захватных устройств и устройства для сопряжения деталей типа "вал -втулка"), разработанных с участием автора на основе теоретических и экспериментальных исследований. Предложена методика выбора параметров УЭПК. Приводятся алгоритм и программа для автоматизированного расчета и выбора параметров осесимметричных УЭПК при проектировании средств автоматизации на их основе.

В приложении приведен полный текст основной программы для автоматизированного проектирования устройств с УЭПК. Программа реализована в среде MathCAD 7.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Установлено, что создание средств автоматизации на основе УЭПК является одним из важных направлений в решении проблемы автоматизации технологических операций с тонкостенными и хрупкими изделиями. Эффективность использования таких устройств обеспечивается простотой, надежностью и экономичностью их конструкций, а также единым для конструкций и системы управления энергоносителем.

2. Предложена математическая модель осесимметричной УЭПК, которая позволила определить распределение контактного давления при захвате и закреплении детали, максимальную деформацию материала при работе УЭПК, выявить условия образования складок и их устранения, рассчитать нагрузочные характеристики УЭПК. На основе результатов теоретических исследований математической модели установлен вид и особенности нагрузочных характеристик УЭПК осесимметричной формы.

3. Показано, что наиболее эффективным путем повышения точности центрирования закрепленных посредством УЭПК деталей является изготовление УЭПК из эластомеров с минимальной разнотолщинностью и разбросом их механических свойств в поперечном сечении при одновременной стабилизации давления питания.

4. Предложен метод оценки временных характеристик УЭПК объемной формы. На основании этого метода получено соотношение, позволяющее оценить время заполнения сжатым воздухом рабочей УЭПК объемной формы из испытания ее УЭПК-аналога, при этом установлено, что УЭПК-аналог должна иметь размеры развертки рабочей УЭПК объемной формы. На основе этого метода также получено соотношение для оценки быстродействия устройств с набором УЭПК.

5. Теоретическое и экспериментальное исследование нагрузочных характеристик показало их хорошую сходимость, что позволило определить зависимости для выбора рабочих параметров УЭПК.

6. Экспериментальное исследование системы управления набором УЭПК, циклически заполняемых и опорожняемых по заданному алгоритму управления, позволило определить пути повышения эффективности работы средств автоматизации на их основе.

7. Экспериментальное исследование рабочих параметров устройства на основе УЭПК для автоматического сопряжения деталей типа "вал - втулка" подтвердило возможность создания эффективных сборочных устройств при диаметре деталей до 25мм, давлении питания рп до 35кПа, начальной несоосности Дн до Змм и угле наклона подвижной детали ф до 5°.

8. Предложена методика выбора материала и расчета рабочих параметров осесимметричных УЭПК для проектирования захватных и закрепляющих устройств на их основе.

9. Предложены алгоритм и прикладная программа для автоматизированного проектирования захватных и закрепляющих устройств на основе УЭПК.

10. Разработаны типовые схемы с УЭПК для автоматизации захватных, зажимных, контрольно-сортировочных и сборочных операций с тонкостенными и хрупкими изделиями. Конструкции захватных и контрольно-сортировочных устройств защищены патентом РФ № 2141396.

1. Аванесян Г. Р., Левшин В. П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. М.: Машиностроение, 1993. - 256 с.

2. Андрющенко А. Г., Ширшов А. А. Большие деформации ортотропных тонкостенных оболочек вращения // Расчеты на прочность. М.: Машиностроение, 1987. Вып. 28.-С. 210-214.

3. Аронов И. 3., Бурдасов Е. И. Оценка надежности по результатам сокращенных испытаний. М.: Издательство стандартов, 1987. - 184 с.

4. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Автоматизация контрольно-сборочных операций на основе управляемых пневмокамер // Прогрессивные техпроцессы в машиностроении. Труды Всероссийской конференции с международным участием. -Тольятти: ТГУ, 2002. С. 246-248.

5. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Захват промышленного робота. Положительное решение на выдачу патента по заявке №200ШИШот f5.07.2002.

6. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Исследование эластичных фиксирующих элементов для захватных устройств // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. Волгоград, 1999. - С. 28-33.

7. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. К вопросу о разработке захватных устройств с эластичными фиксирующими элементами // Автоматизациятехнологических процессов в машиностроении: Мехвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. -Волгоград, 2000. С. 39-44.

8. Барабанов Г. П., Расходчиков А. П. Разработка модели и алгоритма выбора параметров устройств с эластичными фиксирующими элементами // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. -Волгоград, 2001. С. 85-92.

9. Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность. Пер. с англ. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 328 с.

10. Бартенев Г. М., Лаврентьев В. В. Трение и износ полимеров. М.: Химия, 1972.-240 с.

11. Беляев Н. М. Сопротивление материалов. М.: Главная редакция физико-математической литературы изд.-ва "Наука", 1976.-608 с.

12. Бидерман В. Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977. -488 с.

13. Боренштейн Ю. П. Исполнительные механизмы захватывающих устройств. — Л.: Машиностроение, 1982. 302 с.

14. Боровиков В. П., Боровиков И. П. STATISTICA. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. Изд. 2-е, стереотип. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1989. - 608 с.

15. Гогричиани Г. В., Шипилин А. В. Переходные процессы в пневматических системах. М.: Машиностроение, 1986. - 160 с.

16. Грин Д., Кнут Д. Математические методы анализа алгоритмов. М.: Мир, 1987.-120 с.

17. Дмитриев В. Н., Градецкий В. Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973. - 360 с.

18. Залманзон Л. А. Проточные элементы пневматических приборов контроля и управления. М.: Изд. - во АН СССР, 1961. - 248 с.

19. Заренин Ю. Г., Стоянова И. И. Определительные испытания на надежность. -М.: Издательство стандартов, 1978. 168 с.

20. Иванова В. Н., Алешунина Л. А. Технология резиновых технических изделий. Изд. 3-е, перераб. и доп. Л.: Химия, 1988. - 288 с.

21. Кантор Б. Я. Контактные задачи нелинейной теории оболочек вращения. -Киев: Наукова думка, 1990. 134 с.

22. Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 382 с.

23. Колпашников С. Н., Макаров А. Б., Фигурин А. В., Челпанов И. Б. Стандартизация проектирования модульных схватов промышленных роботов // Тр. ЛПИ. -Л.: ЛПИ, 1987. Вып. № 419. С. 36 - 41.

24. Контактные задачи механики растущих тел / Н. X. Арутюнян, А. В. Манжиров, В. Э. Наумов; Отв. ред. И. И. Ворович; АН СССР, Ин-т пробл. механики. М.: Наука, 1991.-174 с.

25. Косилов В. В. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования. М: Машиностроение, 1976. - 248 с.

26. Лавендел Э. Э. Расчет резинотехнических изделий. М.: Машиностроение, 1976.-232 с.

27. Ладенко И. С. Имитационные системы: методология исследования и проектирование / Отв. ред. Н. Б. Мироносецкий. Новосибирск: Наука. Сиб. отд.-ие, 1981.-300 с.

28. Лепетов В. А., Юрцев Л. Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. — Л.: Химия, 1987.-408 с.

29. Мановицкий В. И., Сурков Е. М. Система имитационного моделирования дискретных процессов (ДИСМ). Киев: Вища школа, 1981. - 95 с.

30. Мур Д. Трение и смазка эластомеров. М.: Химия, 1977 - 264 с.

31. Мяченков В. И., Григорьев И. В. Расчет составных оболочечных конструкций на ЭВМ: Справочник. М.: Машиностроение, 1981.-216 с.

32. Мяченков В. И., Мальцев В. П. Методы и алгоритмы расчета пространственных конструкций на ЭВМ ЕС. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

33. Ортега Дж., Рейнболт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными. М.: Мир, 1975. - 558 с.

34. Пневматические измерения линейных размеров / А. В. Высоцкий, А. П. Курочкин, А. Б. Линд и др. М.: Машиностроение, 1963. - 268 с.

35. Пневматические комплексы технических средств автоматизации / Т. К. Ефремова, А. А. Тагаевская, А. Н. Шубин. М.: Машиностроение, 1987. - 280 с.

36. Пневматические устройства и системы в машиностроении: Справочник / Е. В. Герц, А. И. Кудрявцев, О. В. Ложкин и др.; Под общ. ред. Е. В. Герц М.: Машиностроение, 1981. -408 с.

37. Пневмоавтоматика в системах контроля и управления / Б. К. Кравец, А. В. Огородник, В. Н. Прилепский. Киев: Техжка, 1981. - 142 с.

38. Прикладная механика резины / В. Н. Потураев, В. И. Дырда, И. И. Круш. Изд. 2-е, перераб. и доп. Киев: Наук, думка, 1980. - 260 с.

39. Прикладная статистика: основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное изд. / С. А. Айвазян, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1983.-471 с.

40. Прикладные методы расчета изделий из высокоэластичных материалов / С. И. Дымников, Э. Э. Лавендел, А.-М. А. Павловские и др.; Под общ. ред. Э. Э. Лавендела. Рига: Зинатне, 1980.-238 с.

41. Применение промышленных роботов / Е. А. Жалнерович, А. М. Титов,

42. A. И. Федосов и др. Мн.: Беларусь, 1984. - 222 с.

43. Применение резиновых технических изделий в народном хозяйстве: Справочное пособие (Под ред. Д. Л. Федюкина). М.: Химия, 1986. - 240 с.

44. Проектирование пневматических устройств для линейных измерений БВ -ОРТМ 32 - 72 / НИИ ИМС. - М.: Машиностроение, 1972. - 298 с.

45. Промышленные роботы в сборочном производстве / В. И. Костюк, Л. С. Ямпольский, И. Б. Иваненко. Киев: Техжка, 1983. - 183 с.

46. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / В. И. Мяченков, В. П. Мальцев, В. П. Майборода и др.; Под общ. ред.

47. B. И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

48. Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении: ГОСТ 270 75.

49. Резина. Общие требования к проведению физико-механических испытаний: ГОСТ 269 66 (СТ СЭВ 983 - 89).

50. Резниковский М. М., Лукомская А. И. Механические испытания каучука и резины. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1968. -499 с.

51. Семенов Е. И., Кравченко Н. Ф. Робототехнологические комплексы для листовой штамповки мелких деталей. М.: Машиностроение, 1989. - 288 с.

52. Справочник резинщика. Материалы резинового производства / П. И. Захарченко, Ф. И. Яшунская, В. Ф. Евстратов, П. Н. Орловский. М.: Химия, 1971.-608 с.

53. Справочное пособие по математическому анализу: введ. в анализ, производная, интеграл / И. И. Ляшко, А. К. Боярчук, Я. Г. Гай, Г. П. Головач. 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища шк., 1984. - 456 с.

54. Термомеханика эластомерных элементов конструкций при циклическом нагружении / В. Н. Потураев, В. И. Дырда, В. Г. Карнаухов и др.; Под ред. В. Н. Потураева. Киев: Наук, думка, 1987.-286 с.

55. Термомеханическое поведение вязкоупругих тел при гармоническом нагружении / В. Г. Карнаухов, И. К. Сенченков, Б. П. Гуменюк. Киев: Наук, думка, 1985.-288 с.

56. Трубки резиновые технические. Технические условия: ГОСТ 5496 78.

57. Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Статистический анализ данных на компьютере / Под ред. В. Э. Фигурнова М.: ИНФРА-М, 1998. - 528 с.

58. Управление роботами от ЭВМ / Е. И. Юревич, С. И. Новаченко, В. А. Павлов и др.; Под ред. Е. И. Юревича. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980.-264 с.

59. Федюкин Д. Л., Махлис Ф. А. Технические и технологические свойства резин. -М.: Химия, 1985.-236 с.

60. Физика полимеров / Г. М. Бартенев, С. Я. Френкель; Под ред. А. М. Ельяшевича. Л.: Химия, 1990. - 432 с.

61. Хемминг Р. В. Численные методы. М.: Наука, 1972.-400 с.

62. Храбров А. С. Совершенствование процессов автоматизации сборочных работ. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд.-ние, 1979. - 230 с.

63. Царенко В. И. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робото-технические комплексы / Под ред. Б. И. Черпакова. Кн. 5. М.: Высшая школа, 1990.-94 с.

64. Цидулко Ф. В. Выбор параметров пневматических приборов размерного контроля. М.: Машиностроение, 1973. 144 с.

65. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С. В. Якубовский, Л. И. Ниссельсон, В. И. Кулешова и др.; Под общ. ред. С. В. Якубовского. М.: Радио и связь, 1989.-496 с.

66. Челпанов И. Б., Колпашников С. Н. Схваты промышленных роботов. П.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. 287 с.

67. Численное решение задач статики ортотропных оболочек с переменными параметрами / Я. М. Григоренко, А. Т. Василенко, Е. И. Беспалова и др. Киев: Наукова думка, 1975. - 184 с.

68. Яхимович В. А., Вертоградов О. Н. Пневматические устройства для центрирования деталей при автоматической сборке // Станки и инструмент, 1969. №12. -С. 7-8.

69. Яхимович В. А. Ориентирующие механизмы сборочных автоматов. М.: Машиностроение, 1975. 164 с.

70. MathCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. Изд. 2-е, стереотип. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1997.-712 с.

71. А. с. 1006210 СССР, МКИ В 25 J 15/00. Схват промышленного робота / Барабанов Г. П., Карга П. В. 1983, Бюл. изобр. №11 (23.03.83).

72. А. с. 1060471 СССР, МКИ В 25 J 15/04. Схват манипулятора / Костромин Ю. О., Харин И. Б.-1983, Бюл. изобр. №46 (15.12.83).

73. А. с. 1166987 СССР, МКИ В 25 J 15/00. Схват / Дешко В. Н., Ценова Л. В., Хаджаев С. С. 1985, Бюл. изобр. №26 (15.07.85).

74. А. с. 1224136 СССР, МКИ В 25 J 15/06, В 66 С 1/04. Захватное устройство / Богдаренко В. Т., Грязев В. И., Попов А. А. 1986, Бюл. изобр. №14 (15.04.86).

75. А. с. 1340966 СССР, МКИ В 23 Q 3/00, В 24 13/00. Устройство для закрепления деталей / Шорников Т. П., Фролова Г. Т. 1987, Бюл. изобр. № 36 (30.09.87).

76. А. с. 1404333 СССР, МКИ В 25 J 15/00. Схват манипулятора / Ермилов А. Б. -1988, Бюл. изобр. №23 (23.06.88).

77. А. с. 1458220 СССР, МКИ В 25 J 15/00, В 25 J 15/12. Пневматический захват/ Шварцман А. 3. 1989, Бюл. изобр. №6 (15.02.89).

78. А. с. 1465308 СССР, МКИ В 25 J 15/00, В 25 J 15/12. Захват промышленного робота / Рабинович Л. А., Барабанов Г. П., Магид А. Е. -1989, Бюл. изобр. №10 (15.03.89).

79. А. с. 1618463 СССР, МКИ В 06 В 1/18. Вибровозбудитель Юрова / Юров Н. С., Плетнев В. П., Смирнов Ю. П., Чеботарь В. К., Кристаль М. Г. -1991, Бюл. изобр. №1 (07.01.91).

80. А. с. 1645100 СССР, МКИ В 23 Q 7/06. Устройство для ориентированной подачи деталей / Можухин Н. М., Микрюкова О. А., Гильденфун С. И. 1991, Бюл. изобр. №16 (30.04.91).

81. А. с. 529852 СССР, МКИ В 06 В 1/18. Пневматический вибратор / Моргайло В. С., Звонких В. К., Елисеев В. В. -1976, Бюл. изобр. №36 (30.09.76).

82. А. с. 624789 СССР, МКИ В 25 J 15/00. Захват манипулятора / Шелякин В. П., Кутарев М. И., Литвиненко А. М. 1978, Бюл. изобр. №35 (25.09.78).

83. А. с. 648374 СССР, МКИ В 23 Q 3/00. Устройство для крепления нежестких деталей криволинейного профиля / Вепрев А. А., Шеметов Ю. П., Агеенко Г. В. — 1979, Бюл. изобр. №7 (25.02.79).

84. А. с. 662344 СССР, МКИ В 25 J 15/04. Схват промышленного робота / Яхимович В. А., Хащин Ю. А. 1979, Бюл. изобр. №18 (15.05.79).

85. А. с. 795859 СССР, МКИ В 23 Q 3/00. Устройство для зажима длинномерных деталей / Горбачев Н. И., Шашков В. В. 1981, Бюл. изобр. №2 (15.01.81).

86. А. с. 804348 СССР, МКИ В 23 Q 3/00. Спутник для автоматических линий / Мурзинов В. А., Баранов В. С. 1981, Бюл. изобр. №6 (15.02.81).

87. А. с. 831610 СССР, МКИ В 25 J 15/00. Захват промышленного робота / Кондратенко Ю. П., ТруновА. Н. 1981, Бюл. изобр. №19 (23.05.81).

88. А. с. 990328 СССР, МКИ В 06 В 1/18. Пневматический вибровозбудитель / Трегубое Б. Г., Власов В. Н., Мухин Ж. Г. 1983, Бюл. изобр. №3 (23.01.83).

89. Пат. РФ № 2141396. Захват промышленного робота / Г. П. Барабанов, А. П. Расходчиков // Бюллетень изобретений. 1999. - № 32.

90. Патент ЕПВ 0472738, МКИ В 25 J 15/06. Sucking disc / Nagoya Oilchemical Co., Ltd. Filed 07.03.91.

91. Патент Великобритании 2168029, МКИ В 25 J 15/00, В 25 J 19/00. Alignment devices / National Research Development Corporation. Filed Nov. 27,1985.

92. Патент PCT 83/03217, МКИ В 25 J 15/00, В 25 J 19/00, В 23 P 19/00. A manipulating unit / Drazan, Pavel, Jan. Filed March 14,1983.

93. Патент США 4955655, МКИ В 25 J 15/00, В 66 С 1/56. Robotic end-of-arm tooling multiple workpiece internal gripper / Antony Caracciolo, Wayne R. Austin, Dante C. Zuccaro, Allenton, and Leonard P. Pomrehn, Mt. Clemens. Filed Aug. 1, 1988.

94. Emshoff J. R. and Sisson R. L. Design and use of computer simulation models. Macmillan, New York, 1971. 233 p.

95. Hibbit H. D., Marcal P. V., Rice J. R. A finite element formulation of large strain and large displacement. Intern. J. Solids and Struct., 1970, vol. 6, №8. - pp. 1069 - 1086.

96. Mattlock D. C., Neter J. Modern Types of Lighting Devices. Allyn and Bacon, Inc., 1988.-134 p.

97. Pneumatic Handbook, 2-nd edition. Modern Trade and Technical Press Ltd., England, 1968.-616 p.

98. Use of Rubber in Engineering. Ed. by P. W. Allen Mc Laren a. Sons Ltd., London, 1966.-274 p.101. 50 kPa on-chip temperature compensated & calibrated silicon pressure sensors: Semiconductor technical data. Motorola, Inc., 2000. - 8 p.